it-swarm-ja.tech

次のカーネルMakefile用語の違いは何ですか:vmLinux、vmlinuz、vmlinux.bin、zimage&bzimage?

カーネルMakefileを閲覧しているときに、これらの用語を見つけました。 vmlinuxvmlinuzvmlinux.binzimagebzimageの違いは何ですか?

52
Sen

vmlinux

これは、静的にリンクされた実行可能ファイル形式のLinuxカーネルです。通常、このファイルについて心配する必要はありません。これは、ブート手順の中間段階にすぎません。

生のvmlinuxファイルは、デバッグの目的で役立つ場合があります。

vmlinux.bin

Vmlinuxと同じですが、起動可能なrawバイナリファイル形式です。すべてのシンボルと再配置情報は破棄されます。 _objcopy -O binary vmlinux vmlinux.bin_によってvmlinuxから生成されます。

vmlinuz

Vmlinuxファイルは通常、zlibで圧縮されます。 2.6.30以降、LZMAおよび_bzip2_も使用可能です。 vmlinuzにさらにブートおよび解凍機能を追加することにより、イメージを使用してvmlinuxカーネルでシステムをブートできます。 vmlinuxの圧縮は、zImageまたはbzImageで発生する可能性があります。

関数decompress_kernel()は、起動時にvmlinuzの解凍を処理します。メッセージは次のことを示します。

_Decompressing Linux... done
Booting the kernel.
_

zImage(_make zImage_)

これは小さなカーネルの古い形式です(圧縮、512KB未満)。ブート時に、このイメージはメモリのローに読み込まれます(RAMの最初の640KB)。

bzImage(_make bzImage_)

大きなzImage(これは_bzip2_とは関係ありません)は、カーネルが成長し、より大きな画像(圧縮、512KB以上)を処理する間に作成されました。画像はメモリ(1MB以上のRAM)に多くロードされます。今日のカーネルは512KBをはるかに超えているため、通常これが推奨される方法です。


Ubuntu 10.10の検査では、次のように表示されます。

_ls -lh /boot/vmlinuz-$(uname -r)
-rw-r--r-- 1 root root 4.1M 2010-11-24 12:21 /boot/vmlinuz-2.6.35-23-generic

file /boot/vmlinuz-$(uname -r)
/boot/vmlinuz-2.6.35-23-generic: Linux kernel x86 boot executable bzImage, version 2.6.35-23-generic ([email protected], RO-rootFS, root_dev 0x6801, swap_dev 0x4, Normal VGA
_
59
wag

詳細なカーネルビルドを実行し、ファイルを検索します

このアプローチは、ある程度の洞察を提供し、決して古くなることはなく、ビルドシステムのどの部分が何をしているかを簡単に見つけるのに役立ちます。

ファイルの1つを生成するビルド構成を作成したら、次のコマンドでビルドします。

make V=1 |& tee f.log

以前にビルドしたことがある場合は、一部のCファイルのコメントを変更して、強制的に再リンクします(例:init/main.cが適切です)。

次に、f.logを調べて、目的の画像を検索します。

たとえば、v4.19では次のように結論付けます。

init/main.c
|
| gcc -c
|
v
init/.tmp_main.o
|
| CONFIG_MODVERSIONS stuff
|
v
init/main.o
|
| ar T (thin archive)
|
v
init/built-in.a
|
| ar T (thin archive)
|
v
built-in.a
|
| ld
|
v
vmlinux (regular ELF file)
|
| objcopy
|
v
Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin
|
| GZIP
|
v
Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz
|
| .incbin
|
v
Arch/x86/boot/compressed/piggy.S
|
| gcc -c
|
v
Arch/x86/boot/compressed/piggy.o
|
| ld
|
v
Arch/x86/boot/compressed/vmlinux (regular ELF file with gzipped code)
|
| objcopy
|
v
Arch/x86/boot/vmlinux.bin
|
| Arch/x86/boot/tools/build.c
|
v
Arch/x86/boot/bzImage

シンアーカイブについては、 で言及されています:https://stackoverflow.com/questions/2157629/linking-static-libraries-to-other-static-libraries/27676016#27676016 それらはアーカイブですそれらをコピーするのではなく、他のアーカイブ/オブジェクトをポイントするだけです。

で説明されているように、カーネルはv4.9のインクリメンタルリンクからシンアーカイブに移動しました: 53959624#53959624

完全なログ解釈

詳細なビルドログをバックアップから読み取り始めると、最初に次のことがわかります。

ln -fsn ../../x86/boot/bzImage ./Arch/x86_64/boot/bzImage

したがって、これら2つはシンボリックリンクされています。

次に、x86/boot/bzImageをもう少し検索して、次を見つけます。

Arch/x86/boot/tools/build \
Arch/x86/boot/setup.bin \
Arch/x86/boot/vmlinux.bin \
Arch/x86/boot/zoffset.h \
Arch/x86/boot/bzImage

Arch/x86/boot/tools/buildは実行可能ファイルなので、実行します。ヘルプメッセージを参照してください。

Usage: build setup system zoffset.h image

ソースを見つけるためのgrep:

Arch/x86/boot/tools/build.c

したがって、このツールはArch/x86/boot/bzImageおよび他のファイルからArch/x86/boot/vmlinux.binを生成する必要がありますTODO buildのポイントは正確に何ですか?

Arch/x86/boot/vmlinux.binをフォローすると、Arch/x86/boot/compressed/vmlinuxからのobjcopyにすぎないことがわかります。

objcopy \
-O binary \
-R .note \
-R .comment \
-S Arch/x86/boot/compressed/vmlinux \
Arch/x86/boot/vmlinux.bin

Arch/x86/boot/compressed/vmlinuxは通常のELFファイルです。

ld \
-m elf_x86_64 \
-z noreloc-overflow \
-pie \
--no-dynamic-linker \
-T Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.lds \
Arch/x86/boot/compressed/head_64.o \
Arch/x86/boot/compressed/misc.o \
Arch/x86/boot/compressed/string.o \
Arch/x86/boot/compressed/cmdline.o \
Arch/x86/boot/compressed/error.o \
Arch/x86/boot/compressed/piggy.o \
Arch/x86/boot/compressed/cpuflags.o \
Arch/x86/boot/compressed/early_serial_console.o \
Arch/x86/boot/compressed/kaslr.o \
Arch/x86/boot/compressed/kaslr_64.o \
Arch/x86/boot/compressed/mem_encrypt.o \
Arch/x86/boot/compressed/pgtable_64.o \
-o Arch/x86/boot/compressed/vmlinux

ls -hlSrは、piggy.oが圧倒的に最大のファイルであることを示しているので、それを検索します。

gcc \
-Wp,-MD,Arch/x86/boot/compressed/.piggy.o.d \
-nostdinc \
-Ilinux/Arch/x86/include \
-I./Arch/x86/include/generated \
-Ilinux/include \
-I./include \
-Ilinux/Arch/x86/include/uapi \
-I./Arch/x86/include/generated/uapi \
-Ilinux/include/uapi \
-I./include/generated/uapi \
-include linux/include/linux/kconfig.h \
-D__KERNEL__ \
-m64 \
-O2 \
-fno-strict-aliasing \
-fPIE \
-DDISABLE_BRANCH_PROFILING \
-mcmodel=small \
-mno-mmx \
-mno-sse \
-ffreestanding \
-fno-stack-protector \
-Wno-pointer-sign \
-D__Assembly__ \
-c \
-o Arch/x86/boot/compressed/.tmp_piggy.o \
Arch/x86/boot/compressed/piggy.S

以下で説明する.tmp_接頭辞。

Arch/x86/boot/compressed/piggy.Sに含まれるもの:

.incbin "Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz"

も参照してください: https://stackoverflow.com/questions/4158900/embedding-resources-in-executable-using-gcc/36295692#36295692

Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gzの由来:

cat Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.relocs | \
gzip -n -f -9 > Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz

から来る:

objcopy  -R .comment -S vmlinux Arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin

から来る:

LD      vmlinux

これは:

ld \
-m elf_x86_64 \
-z max-page-size=0x200000 \
--emit-relocs \
--build-id \
-o vmlinux \
-T ./Arch/x86/kernel/vmlinux.lds \
--whole-archive \
built-in.a \
--no-whole-archive \
--start-group \
lib/lib.a \
Arch/x86/lib/lib.a \
--end-group \
.tmp_kallsyms2.o

vmlinuxは巨大ですが、表示されるすべてのオブジェクトはls -lによると非常に小さいため、知らなかった新しいar機能であるシンアーカイブについて調査して学びました。

で:

AR      built-in.a

ビルドは:

ar \
rcsTPD \
built-in.a \
Arch/x86/kernel/head_64.o \
Arch/x86/kernel/head64.o \
Arch/x86/kernel/ebda.o \
Arch/x86/kernel/platform-quirks.o \
init/built-in.a \
usr/built-in.a \
Arch/x86/built-in.a \
kernel/built-in.a \
certs/built-in.a \
mm/built-in.a \
fs/built-in.a \
ipc/built-in.a \
security/built-in.a \
crypto/built-in.a \
block/built-in.a \
lib/built-in.a \
Arch/x86/lib/built-in.a \
drivers/built-in.a \
sound/built-in.a \
firmware/built-in.a \
Arch/x86/pci/built-in.a \
Arch/x86/power/built-in.a \
Arch/x86/video/built-in.a \
net/built-in.a \
virt/built-in.a

Tはシンアーカイブを指定します。

次に、すべてのサブアーカイブも薄いことがわかります。たとえば、init/main.cを変更したため、次のようになります。

ar \
rcSTPD \
init/built-in.a \
init/main.o \
init/version.o \
init/do_mounts.o \
init/do_mounts_initrd.o \
init/initramfs.o \
init/calibrate.o \
init/init_task.o

最終的には、次のようなコマンドを介してCファイルから取得されます。

gcc \
-Wp,-MD,init/.main.o.d \
-c \
-o \
init/.tmp_main.o \
/work/linux-kernel-module-cheat/submodules/linux/init/main.c

ログでinit/.tmp_main.oからinit/main.oまでのステップが見つからないのは残念です...

git grep '\.tmp_'

おそらくscripts Makefile.buildからのものであり、私が有効にしたCONFIG_MODVERSIONSにリンクされていることがわかります。

ifndef CONFIG_MODVERSIONS
cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o [email protected] $<

else
# When module versioning is enabled the following steps are executed:
# o compile a .tmp_<file>.o from <file>.c
# o if .tmp_<file>.o doesn't contain a __ksymtab version, i.e. does
#   not export symbols, we just rename .tmp_<file>.o to <file>.o and
#   are done.
# o otherwise, we calculate symbol versions using the good old
#   genksyms on the preprocessed source and postprocess them in a way
#   that they are usable as a linker script
# o generate <file>.o from .tmp_<file>.o using the linker to
#   replace the unresolved symbols __crc_exported_symbol with
#   the actual value of the checksum generated by genksyms

cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o $(@D)/.tmp_$(@F) $<

cmd_modversions_c =                             \
    if $(OBJDUMP) -h $(@D)/.tmp_$(@F) | grep -q __ksymtab; then     \
        $(call cmd_gensymtypes_c,$(KBUILD_SYMTYPES),$(@:.o=.symtypes))  \
            > $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);                 \
                                        \
        $(LD) $(KBUILD_LDFLAGS) -r -o [email protected] $(@D)/.tmp_$(@F)       \
            -T $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);                \
        rm -f $(@D)/.tmp_$(@F) $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);        \
    else                                    \
        mv -f $(@D)/.tmp_$(@F) [email protected];                  \
    fi;
endif

分析は this config を含み、CONFIG_KERNEL_GZIP=yを含みます。

aarch64 Arch/arm64/boot/Image

objcopyの圧縮されていないvmlinuxのみ:

objcopy  -O binary -R .note -R .note.gnu.build-id -R .comment -S vmlinux Arch/arm64/boot/Image

vmlinuxは、基本的にはx86とまったく同じ方法で取得されますが、シンアーカイブです。

Arch/arm/boot/zImage

圧縮されたvmlinuxを備えたX86に非常に似ていますが、魔法のbuild.cステップはありません。コールチェーンの概要:

objcopy -O binary -R .comment -S  Arch/arm/boot/compressed/vmlinux Arch/arm/boot/zImage

ld \
-EL \
--defsym _kernel_bss_size=469592 \
-p \
--no-undefined \
-X \
-T Arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds \
Arch/arm/boot/compressed/head.o \
Arch/arm/boot/compressed/piggy.o \
Arch/arm/boot/compressed/misc.o \
Arch/arm/boot/compressed/decompress.o \
Arch/arm/boot/compressed/string.o \
Arch/arm/boot/compressed/hyp-stub.o \
Arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.o \
Arch/arm/boot/compressed/ashldi3.o \
Arch/arm/boot/compressed/bswapsdi2.o \
-o Arch/arm/boot/compressed/vmlinux

gcc \
-c \
-o Arch/arm/boot/compressed/piggy.o \
linux/Arch/arm/boot/compressed/piggy.S

.incbin "Arch/arm/boot/compressed/piggy_data"

cat Arch/arm/boot/compressed/../Image | gzip -n -f -9 > Arch/arm/boot/compressed/piggy_data

objcopy -O binary -R .comment -S  vmlinux Arch/arm/boot/Image

QEMU v4.0.0はbzImageからは起動できますが、vmlinuxからは起動できません

これは別の重要な実用的な違いです: https://superuser.com/questions/1451568/booting-an-uncompressed-kernel-in-qemu

それはすべてここにあります: http://en.wikipedia.org/wiki/Vmlinux

2
jgr

vmlinux

圧縮されておらず、起動できないLinuxカーネルファイル形式であり、vmlinuzを生成するための中間ステップにすぎません。

vmlinuz
圧縮された起動可能なLinuxカーネルファイル。実際にはzImageまたはbzImageファイルです。

zImage
古いカーネルの場合、ちょうどフィットします640k RAMサイズ。

bzImage
Big zImage、 番号 640k ramサイズ制限、はるかに大きくすることができます。

このドキュメントを参照してください: vmlinuz定義

1
Nan Xiao

bzImageは、PC BIOSで動作するx86アーキテクチャに使用されるターゲットです。対照的に、zImageは、組み込みデバイスに最も一般的に使用されるアーキテクチャ固有のターゲットであり、それらのブートローダーで適切に機能します。

1
Behnam Dezfouli